關注原始問題，在高中物理教學中實現高效育人

天津市寶坻區第一中學 于 冰

一、問題的提出

2017 年新修訂的高中物理新課程標準中指出：高中物理課程是普通高中自然科學領域的一門基礎課程，旨在落實“立德樹人”的根本任務，進一步提升學生的物理核心素養，為學生的終身發展奠定基礎，促進人類科學事業的傳承和社會的發展。這對物理學科育人水平提出了更高、更明確的要求。

然而，現階段的教學更傾向于教授已經抽象化的知識體系，教學活動對象也是經過理想化加工的模型、問題等，脫離了原汁原味的生活，這種模式的教學很難激發學生對生活和學科的熱愛，育人效果與新課程標準中提出的要求還有較大差距。

基于以上原因，我認為實際教學中需要改變傳統的教學模式，教學目的向培養學生的核心素養傾斜；教學方法側重激發學生對生活和學科的熱愛，解決生活中存在的實際問題；教學過程從原始問題的提出切入，最終指向原始問題的解決，與新課程標準中的要求精準對接，才能實現高中物理教學的高效育人。

二、基于提升育人效果的高中物理教學模式的理論基礎

陶行知的“生活即教育”理論認為：“生活教育是生活所原有、生活所自營、生活所必需的教育。教育的根本意義是生活之變化。生活無時不變，即生活無時不含有教育的意義。”

邢紅軍教授的“原始物理問題”教學理論認為:“原始物理現象使物理問題解決從信息加工心理學中走出來，進入到生態心理學的新階段；學習者學習過程既要注重科學方法和物理模型，也要強調回歸真實世界。”其中原始物理問題是指自然界及社會生產、生活中真實存在的，沒被加工過的物理現象和物理事實。

綜上所述，我認為把原始問題引入物理教學中，可以讓學生將學習活動與現實生活緊密連接，體驗感悟物理學對科技發展和社會進步的促進作用，激發學生對學科的熱愛，培養面對未來生活中未知困難的解決問題的能力，最終實現提升物理學科育人效果的目的。

三、把原始問題引入高中物理教學中實現高效育人的途徑

（一）運用原始問題創設科技生活情境，激發學生熱愛生活、學有所用的信念

楊振寧教授曾說過：現象即物理學的根源。生活中很多科技現象都包含著復雜的物理知識，一堂物理課從生活中的科技現象導入，課堂開始就拉近了學生、科學知識和真實生活三者之間的關系。

比如：在進行“萬有引力與天體”課堂教學時，用真實事件導入：2017年4 月20 日19 時41 分35 秒 在 文 昌航天發射中心，長征七號遙二運載火箭成功發射升空，截止到6 月21 日09時47 分，在經過2 個月的組合體飛行后，天舟一號按計劃與天宮二號實施撤離，開始進入獨立運行階段。在學習“電磁波”時，這樣導入：地鐵在漆黑的隧道中穩定行駛時，車內的人會看見窗外出現連續生動有趣的動態廣告畫面等。學生在課堂學習開始就會馬上進入物理情境，并且從情感上感覺到物理很奇妙，科技很美好，生活很有趣，體會到物理學對科技生活有巨大的現實意義。

實踐證明：運用原始問題創設科技生活情境，能夠激發學生熱愛生活、熱愛物理、學有所用的信念，增強學生的社會責任感。

（二）通過解決原始物理問題得到物理規律，提升學生的科學研究水平

物理規律本質上是物理現象、真實情境表象下的內在聯系，是物理過程發生發展和變化中抽象出來的規律。通過解決原始物理問題得到物理規律就是學習者首先運用分析、抽象等科學方法設置已知量和未知量，再經過綜合、概括、近似、類比、模型轉化等科學方法進一步找到物理規律的過程。顯而易見，學習者經歷了科學家一樣的研究過程，規律得到的來龍去脈、前因后果在頭腦中形成了深刻認知。值得注意的是：學生通過在原始問題解決過程中反復大量地使用物理方法處理問題，形成了一種借助科學方法來獲取新知識的學習習慣和思維定式，這大大提升了學生的科學研究水平。

例如：平拋的規律可以通過提出原始問題得到，寶坻一中舉行趣味運動會，其中有一項是飛鏢比賽，已知每位選手的比賽數據，試分析什么樣的選手更容易贏得比賽。面對這個原始問題，學習者要經歷如下的研究過程：飛鏢看成質點，忽略空氣阻力，飛鏢離地的高度簡化成運動員的身高（抽象、近似）——發現每位選手到鏢靶的距離相同，靶心到地面豎直高度相同（歸納、綜合）——飛鏢豎直方向只受重力，自由落體運動；水平方向沒有外力，勻速直線運動（模型轉化）——身高與靶高差不多，扔飛鏢的初速度在某個范圍內的運動員得分高（找到規律）。不難發現，學生使用了大量物理方法進行分析，抓住了問題的本質，得到了平拋的規律。

實踐證明：堅持通過原始物理問題得到物理規律的訓練，培養了學生用科學方法抓住問題解決關鍵的敏銳度，提升了學生的科學研究水平。

（三）運用原始問題與習題教學相結合，提升學生的科學思維品質

普通習題較之于原始問題，只側重演算和推導環節，致使學生習慣根據已知條件去解題，久而久之限制了學生科學思維品質的發展。把原始問題引入物理習題教學中，學生需要研究現象，利用直覺思維分析，建立實際現象和物理規律的聯系，根據情境抽象出所需要的變量和數據，將原始問題轉化成物理習題。整個過程建立在嚴密的邏輯思維和高度的抽象思維下，所以把原始問題轉化成習題的過程會大大提升學生的科學思維品質。

原始問題體現在習題教學中的情境設計需要精心選擇，深度備課，選取題目情境時需要遵循的原則是：情境中事件是能夠真實發生的，并且基于該情境設置的問題也是可以在現實中找到的，題干中提供的數據或結論也是能夠實現的。依照此原則，情境的設置可以選取簡單的日常生活中熟悉的場景，國際大型測評結果表明，日常情境的題目對學生的專注力和參與動機的提升明顯；也可以選擇復雜、先進的科技論文中的片段，因為科技論文既能保證情境的真實性和科學性，又能體現學科發展的前沿性；另外物理學史中也有許多非常經典、優秀的素材，歷史上某些規律、概念、公式的得出是經過了幾代科學家的研究心血的，這些真實發生過的歷史情境既體現了科學規律的研究過程，又具有教育價值。

拿生活中常見的手拿水瓶的簡單場景來說，可以設計如下原始問題：請解釋手拿飲料瓶時，瓶里的水越多，手就需要抓得越緊；如果瓶身有水，抓得就要更緊的現象。分析這個問題時，學生要在邏輯思維和抽象思維中整理出如下的物理觀念：手拿瓶（靜止受力平衡狀態）——手抓得緊（手對瓶身的正壓力大）——瓶里水多（瓶的重力大）——瓶身有水（接觸面摩擦因數變小），把原始問題轉化成普通習題，利用力的平衡知識很容易就得到答案了。

通過師生共同努力，在把原始問題引入物理習題教學中一段時間后，我發現學生處理新問題時反映出來的靈活性、獨創性和深刻性都大大提高了，說明運用原始問題與習題教學相結合的策略能夠促進學生科學思維品質的提升。

（四）運用原始物理問題與實驗探究相結合，培養學生適應終身發展的能力

物理實驗能夠給實驗者提供真實直觀的場景，學生通過自己設計、思考、觀察、分析、調整、數據處理、表述等環節，親自參與到真實事件發生的過程中，可以說實驗是有效提升學生創新能力、動手能力、科學思維等能力的方法。而原始物理問題具有生態性、開放性的特點，答案可能是多樣的。所以我將原始問題與物理實驗巧妙結合在一起，將原始問題以探究實驗的形式展示給學生，選取實驗課題時要注意以下原則：（1）緊密聯系生產生活實際；（2）實驗原理緊密聯系高中教材，難度適中；（3）實驗器材比較常見，取材簡單。比如提出“創意搭橋”“巧設秒擺”“制作爬坡的雙錐體”等問題，學生開發個人和集體的智慧，用日常生活的器具開展小組為單位的實驗探究，支持不同小組設計出自己獨特的方案，教師以目的實現、團隊精神、合作策略、時間管理作為小組探究成果的評價標準。

比如在物理課外活動小組中布置以“巧設秒擺”為實驗課題，教師給學生一個星期的時間，組成小組合作，具體實驗步驟如下：設計方案→畫設計圖→準備器材和工具→動手操作→測試結果→反復打磨→出成品。有的小組從鐘擺中得到靈感，利用齒輪傳動的原理做出的秒擺；有的小組巧妙設計利用小重物的重力作為驅動力，利用秒擺的擺動頻率一直和驅動力頻率相等的原理制作秒擺。經過親自動手探究實驗，學生拿出的成果都令人眼前一亮，各有各的特點。

經過一段時間的原始問題題材探究實驗的訓練，學生的創新能力、社交能力、合作能力、時間管理能力等適應終身發展的關鍵能力都得到了不同程度的提升。

（五）運用原始問題滲透安全環保的意識，培養學生良好的生活習慣

很多原始物理問題都蘊含著人在社會中要遵循的日常行為的規范和綠色環保的理念。比如：賽車行駛到賽道轉彎處容易發生事故、汽車上橋要限速、插座上只在火線裝一根保險絲的原因等，原始問題成功讓學生提高交通與用電的安全意識，關愛生命；盛夏暑伏天氣家家戶戶用電的實際電壓會不足220V、不同品牌的家用轎車行駛百公里的耗油量不同等原始問題能夠激發學生節能減排、綠色出行的熱情。

這些蘊含著可持續發展觀的原始物理問題讓學生清醒認識到我國當前環保的必要性以及日常生產生活一定要注重安全法則，培養了學生良好的生活習慣。

四、成果

我堅持將原始問題應用在高中物理教學中，成果如下：在長期關注原始物理問題的班級里，班級內形成了濃厚的學習氛圍，學生對物理課程興趣大幅度提高；學生對時事熱點的關注度以及環保安全意識明顯增強；在物理測試中，應用類的原始習題正確解答率提高了6‰。這些成果證實：關注原始問題能夠實現在高中物理教學中的高效育人。